任务1-1 制动系统发展

高速铁路动车组制动系统维护与检修动车组制动系统认知项目一郑州铁路职业技术学院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE动车组检修技术专业23A1、A2考试课、专业课、基础课考试成绩=平时分＋期末卷面分严格考勤制度：请假需假条、请假一次扣平时分3分、缺勤扣10分vs你知道动车组与其他铁路或城轨交通工具制动系统的区别吗？你知道如果动车组停在坡道上怎样才能保证不溜车吗？你知道动车组磨耗到限的闸片如何进行更换吗？确保行车安全

提高铁路运输效率制动系统是动车组的重要组成部分之一，优良可靠的制动性能在确保行车安全以及提高铁路运输效率方面发挥着不可替代的作用。优良可靠的制动性能《动车组制动系统维护与检修》是动车组检修技术专业的必修课程。也是培养动车组地勤机械师、随车机械师等核心职业岗位的专业课程。随车机械师地勤机械师动车组制动系统介绍基础制动装置动车组制动系统气路原理制动供风系统制动控制装置动车组制动试验与故障处理动车组制动系统实训设备制动系统概述树立遵章守纪、安全作业的意识践行“人民铁路为人民”的宗旨扛起实现中华民族伟大复兴的责任担当掌握动车组制动系统的结构与原理完成制动系统各部件的维护与检修培养分析问题、解决问题的能力学中做做中学1制动的相关概念主讲教师：铁道动力系李笑2018年9月制动装置的功能、组成及分类制动系统是安装在列车上能产生制动和缓解作用的一套机械设备和控制系统的总称；缓解解除制动作用的过程称为缓解；制动作用人为得使运动的物体减速、防止其加速、停车或使静止的物体保持不动,这种作用被称为制动作用；制动装置的功能、组成及分类动车组制动系统由电制动系和空气制动系统复合而成制动装置既有动车制动装置,又有拖车制动装置空气制动系统包括供风系统、制动控制系统和基础制动装置三大部分。1234.司机室控制设备5.列车网络监控系统2.主供风单元3.辅助供风单元1.制动控制装置2.信号采集装置3.显示器1.风缸模块制动装置的功能、组成及分类供风系统包括制动控制系统包括基础制动装置采用盘形制动，有轮盘制动和轴盘制动两种形式制动装置的功能、组成及分类制动距离根据制动的定义即制动时从司机操纵制动阀置于制动位起至列车停止为止。制动距离越短,列车的安全系数就越大。制动力就是是人为产生的阻止列车运行的外力,比列车运行中所受到的风的阻、曲线阻力、坡道阻力种自然阻力大得多，因此在列车制动过程中,尽管运行阻力也起作用，但列车制动力起主要作用。制动装置的功能、组成及分类制动时闸片压紧制动盘,在制动盘上产生一个向下的摩擦力对列车来说,此摩擦力是内力,它不能使列车运动状态发生变化,因此,它不是制动力,只是对车轮中心形成一个摩擦力矩在闸片摩擦力矩的作用下,轮轨接触点处产生一个车轮对钢轨的纵向水平作用力,方向向左而钢轨则反作用于车轮一个大小相等、方向相反的作用力,轮轨之间的纵向水平作用力就是物理学上说的静摩擦力对列车来说,钢轨对车轮的反作用力才真正是制动装置引起的与列车运行方向相反的阻碍列车运行的外力,即制动力制动装置的功能、组成及分类从制动力的形成过程可知制动力是由闸片与制动盘之间摩擦力引起的钢轨对车轮的纵向水平反作用力,因此它的大小要受到轮轨间黏着力的限制。车辆的制动力不能超过轮轨的黏着能力，否则会出现抱死滑行。制动装置的功能、组成及分类车轮如果发生抱死就会因只有车轮的一处和轨道接触进行滑行该部分发生异常磨损形成平面,不仅造成制动距离的增大,也会使乘坐舒适感降低还会对轨道、轴承等造成影响或破坏。制动装置的功能、组成及分类车轮如果发生抱死因此,要尽早在监测到车轮和轨道开始发生相对滑行时,减弱制动力并再次使车轮黏着制动;动车组应采用防止制动距离延伸的滑检测和再黏着控制方式。制动装置的功能、组成及分类一方面另一方面制动装置的重要作用在于使列车在任何情况下减速、防止加速或停车确保行车安全；也是提高列车的运行速度,提高牵引质量,即提高铁路运输能力的重要前提条件。衡量一个国家的铁路运输水平,首先要看能制造多大牵引功率的机车,但牵引与制动是互相促进和制约的,没有先进的制动技术就没有现代化的铁路运输。2制动技术发展史主讲教师：铁道动力系李笑2018年9月在铁路初期，列车的制动主要依靠人力。每个车厢都有一个制动杆，由专门的制动工操作。效率低，安全性差，容易发生事故。

早期手动制动1872年，美国工程师乔治·威斯汀豪斯发明了自动空气制动系统。利用压缩空气推动制动缸内的活塞，通过连杆机构使闸瓦压紧车轮或制动盘。提高了列车的安全性和可靠性。

空气制动系统的出现乔治·威斯汀豪斯

直通式空气制动系统在自动空气制动系统基础上发展起来。通过主风管直接向各车厢的制动缸供气。简化了制动过程，提高了制动响应速度。

电子控制制动系统通过传感器和计算机实时监测列车状态。自动调整制动力度，确保列车在各种条件下的平稳制动。具备故障诊断和自检功能，提高维护效率和安全性。动车：一般采用摩擦制动与再生制动及电阻制动配合的方式制动；拖车：一般采用电空制动；超出使用电制动力的速度范围，动车拖车均使用空气制动。风源系统基础制动制动缓解显示器牵引系统列车网络监控系统制动控制系统其它用风系统速度采集风缸模块主供风单元辅助供风单元制动管总风管救援转换装置制动控制装置高压系统3制动方式的分类主讲教师：铁道动力系李笑2018年9月摩擦制动电阻制动再生制动磁轨制动旋转涡流制动翼板制动制动过程是能量转换的过程。按动能的转移方式可分为制动方式的分类●●●（2）盘形制动1.摩擦制动制动方式的分类是将列车的动能转化为热能散发于气中,从而达到制动的目的。摩擦制动分为闸瓦制动和盘形制动。闸瓦摩擦制动是我国既有机车车辆采用的主要制动方式盘形制动是在车轴或车轮辐板侧面安装制动,用制动夹钳使两个闸片紧压制动盘侧面通过摩擦产生制动力,将列车动能转变成热能,消散于大气中。（1）闸瓦制动因此,与闸瓦制动相比,盘形制动更适合于高速动车组。制动方式的分类与闸瓦制动相比,盘形制动有下列主要优点:③制动平稳没有噪声①可大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗②可按制动要求选择最佳“摩擦副”制动方式的分类制动方式的分类在动车组上大量应用。2.电阻制动它是在制动时将原来驱动轮对的牵引电动机改变为发电机由轮对带动发电,并将电流通往专门设置的电阻器采用强迫通风,使热量消散于大气而产生制动作用。不同的是,它将电能反馈回电网,使列车动能再生为电能制动方式的分类与电阻制动相似,再生制动也是将牵引电动机变为发电机3.再生制动而不是变成热能消散掉显然,再生制动比电阻制动更加经济因此,自20世纪90年代以来,它在各国的动车组上获得了广泛应用。制动方式的分类是在转向架的两侧安装个电磁铁,制动时将它放下并利用电磁力紧压钢轨,通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间的滑动摩擦产生制动力,把列车动能变为热能消散于大气中。4.磁轨制动磁轨制动的制动力磁轨制动与其他制动方式配合,可共同产生较高的制动力;在紧急制动时使用,可满足高速动车组对制动距离的要求。不是通过轮轨黏着产生的,自然不受轮轨间黏着力的限制,因而能在黏着力以外再获得一份制动力。制动方式的分类与磁轨制动相似,也是把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间。5.轨道涡流制动轨道涡流制动的电磁铁在制动时只放到离轨面几毫米处而不会与钢轨发生接触。它利用电磁铁和钢轨的相对运动使钢轨感应出涡流,产生电磁吸力作为制动力,并把列车的动能转换为热能消散于大气中。不同的是制动方式的分类6.旋转涡流制动是在牵引电动机轴上装有金属盘,制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转盘的表面被感应出涡流产生电磁吸力并消散于大气中从而产生制动作用制动方式的分类7.翼板制动尚处于试验之中,是一种从车体上伸出翼板来增加空气阻力的制动方式。若翼板的位置适当,动车组运行时的空气阻力可增加3-4倍。在国外部分型号的高速动车组上采用了磁轨制动、轨道涡流制动、旋转涡流制动和翼板制动的制动方式作为制动的补充。目前4制动系统的特点主讲教师：铁道动力系李笑2018年9月制动系统的特点123456制动能力强，响应速度快制动力分配的准确性和一致性高故障导向安全舒适度高维修方面制动装置轻量化制动系统的特点随着列车速度的提高，必须相应改进其制动装置和制动控制方式,使其制动能力强,反应速度快,才能满足缩短制动距离的要求1.制动能力强，响应速度快在同样的制动装置、操纵方式和线路条件下其制动距离基本上与列车制动初速度的平方成正比。

所以具体表现在两个方面制动系统的特点采用电、空联合制动模式,电制动优先,且普遍装有防滑器电制动与空气制动结合可保证列车在较大的速度范围内都有充足的制动力而防滑器可使轮轨间的黏着力得到充分运用,进而有效地缩短制动距离。1制动系统的特点电制动由于操纵控制方便,且可以大大减少空气制动系统零部件的磨耗,因而得以优先使用。1时速200公里以下空气制动只用作电制动的后备和补充,以及在电制动无法发挥作用的列车调速、低速运行和紧急情况下要求迅速停车时确保有效提供制动力。制动系统的特点2采用电控、直通或微机控制电气指令式等灵敏而迅速的系统。这些装置使制动系统的反应速度更快,进一步缩短了制动距离。制动系统的特点2.制动力分配的准确性和一致性高制动作用采用微机控制,可精确提供所需制动力,确保列车正点运行。动车组制动系统制动力的计算精确,电制动力和空气制动的分配合理,使不同的制动方式达到最佳的组合效果。同时,制动指令传递的同步性高,各车制动的一致性好。对复合制动的模式进行合理设计,能使不同形式的制动力达到最佳的组合效果。（1）（2）（3）（4）因此,动车组制动系统采取了两条措施制动系统的特点3.故障导向安全组成制动系统的零部件和软件首先必须具备一定的可靠性,这是列车行车安全的基本保障;其次是系统的可靠性。制动系统的特点采用“故障导向安全”机构,以便在制动系统发生故障时能向安全方向动作“防止误操作”设计使得非熟练操作者也能可靠地实施制动系统的功能。（1）（2）比如制动试验都是有文字提醒，跟手机安装软件一样方便；制动系统的气路阀门都在相应柜体及车下裙板内，使得人员不易操作，且上面有颜色区分。有些电路出现短线故障，能触发紧急停车）制动系统的特点动车组制动系统的可靠性主要体现在以两个方面:（3）①多级制动控制方式动车组的制动系统可分成3组控制,即网络控制、电空制动控制和空气制动控制。②制动能力的冗余在正常条件下,复合制动系统的各种制动方式应合理分担制动能量,一旦其中的某种制动方式发生故障,其他制动方式应能提供补充。而且,对于空气制动,应充分考虑失电情况下空走时间延长（空气传导时间）和盘形制动摩擦系数偏差对制动距离延长的影响。制动系统的特点4.舒适度高动车组的制动系统采用微机控制,以实现制动过程的优化,在提高平均减速度的同时限制制动减速度的变化率，减速度更平稳,减少动车组的纵向冲动,提高乘坐的舒适性。减少列车中不同车辆制动力的差别,以缓和车辆之间的纵向冲击力。防滑装置可避免因轮轨间黏着力不足而产生的车轮踏面擦伤,继而防止列车运行稳性恶化,提高乘坐舒适性